Questo documento spiega come configurare un sistema di Industria 4.0 costituito da un controllore di macchina QMove che comunica con l'ufficio del responsabile di produzione tramite il software Data Exchange.

Documento:	Manuale utente Data Exchange 4.0
Descrizione:	Manuale utente Data Exchange 4.0
Link:	https://www.qem.eu/doku/doku.php/software/dataexchange/mdu_data_exchange_1
Release documento	Descrizione	Note	Data
1.0	Prima release documento		14/07/2022

QMove	QBridge	Data Exchange
	Settings Bridge	Settings Data Exchange
QConfigurator	QResourcesManager
	UaExpert

Il QMove è il controllore della macchina. Il QBridge è il router che fornisce i servizi di industria 4.0, disponibile nelle due versioni QBR2A e QBR2B. Il Data Exchange è il software consumatore dei servizi, che permette il monitoraggio e l'interazione da remoto con la macchina. Questi tre attori vengono configurati in modo specifico per il tipo di macchina. Alcune operazioni avvengono già in fase di produzione, mentre altre devono essere ultimate dal produttore della macchina prima della consegna. Infine, alcune operazioni avvengono durante la consegna stessa. Nel seguito verrà spiegato nel dettaglio come agire, qui indichiamo lo schema generale:

• Il QMove viene configurato già in fase di produzione. Risulta comunque necessario effettuare un minimo di operazioni prima della consegna, tramite il software QConfigurator.
• Il QBridge è accompagnato da una cartella di settings specifica per il tipo di macchina. Il caricamento di questi settings avviene prima della consegna, e prevede di utilizzare il software UaExpert. Durante la consegna sarà necessario ricorrere a QResourcesManager (pannello Bridge Configurator) per collegare il QBridge alla rete aziendale del cliente.
• Il Data Exchange va installato nel PC aziendale del cliente durante la consegna. I settings specifici possono essere già inclusi nel file di installazione, o possono essere forniti separatamente all'interno di una cartella. In questo secondo caso saranno necessarie delle operazioni di configurazione aggiuntive.

Il QBridge è predisposto per collegarsi e scambiare dati col QMove. Questi dati vengono resi disponibili tramite un server, e permettono ai PC client la realizzazione di una serie di servizi, tra cui: monitoraggio dati macchina, invio programmi di lavoro, recupero file di log. Il Data Exchange è un software per il PC client che fornisce all'utente un'interfaccia grafica per usufruire di questi servizi. Ecco alcune schermate di esempio del Data Exchange:

Monitoraggio macchina	Invio programmi di lavoro	Recupero file di log

La configurazione del sistema prevede le seguenti operazioni:

• Prima della consegna

  • Configurare il QMove impostando l'indirizzo IP.
  • Configurare il QBridge con i settings specifici.
• Durante la consegna

  • Individuare il PC del cliente destinato al monitoraggio della macchina.
  • Configurare il QBridge impostando l'indirizzo IP e le opzioni di rete.
  • Collegare il QBridge alla macchina e alla rete aziendale.
  • Installare il Data Exchange e configurarlo con i settings specifici.

Nel seguito precisiamo i dettagli di ciascuna operazione.

Data Exchange 4.0 è un software che permette lo scambio di dati con un dispositivo QMove. La comunicazione avviene attraverso un server OPC-UA, tipicamente installato in un Bridge posizionato a bordo macchina. Entrambi il Data Exchange e il Bridge vengono configurati in modo specifico per il tipo di macchina. Queste note spiegano come installare, configurare e utilizzare Data Exchange.

Data Exchange viene rilasciato attraverso un file di installazione e una cartella di settings.

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Facciamo doppio click sul file di installazione per avviare la procedura. Al termine dell'installazione comparirà un link sul Desktop, attraverso cui avviare l'applicazione.

Una volta installato, Data Exchange si avvia senza una configurazione specifica. Andiamo nella pagina di Manutenzione, clicchiamo su Cambia Utente ed effettuiamo il login come Supervisore. Vedremo comparire una sezione di Impostazioni: clicchiamo su Importa e selezioniamo la cartella dei settings.

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L'applicazione si riavvierà in automatico. Al ripristino, noteremo la comparsa della configurazione personalizzata. Ora resta solo da inserire l'indirizzo del Bridge cui l'applicazione dovrà connettersi. Torniamo sulla pagina di Manutenzione ed effettuiamo il login come Supervisore. Andiamo nella pagina dei Settings, sulla scheda di Connessione.

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Nella sezione OPC-UA inseriamo l'indirizzo del server OPC-UA del Bridge. Supponiamo per esempio che al Bridge sia stato assegnato l'indirizzo IP 192.168.0.145. L'indirizzo del server OPC-UA sarà allora opc.tcp:192.168.0.145:4840. Solitamente non vengono richieste credenziali per accedere a questo server, ma nel caso siano state aggiunte dovremo riportarle anche qui. La sezione FTP potrebbe non essere presente: appare solo nel caso in cui la nostra configurazione preveda un server FTP. In tal caso l'indirizzo sarà della forma ftp://192.168.0.145:21''. Anche in questo caso le credenziali di solito non vengono richieste. Al termine della compilazione clicchiamo su Salva. ===== Utilizzo ===== Data Exchange permette di interagire con la macchina tramite le seguenti funzioni: - Monitor. Monitoraggio di alcune variabili della macchina. - Allarmi. Monitoraggio degli allarmi attivi e dello storico allarmi. - Programmi. Invio di programmi alla macchina. - Log. Lettura dei file di log prodotti dalla macchina. Il modo in cui queste funzioni vengono implementate dipende dalla configurazione. Ogni macchina ha la propria configurazione personalizzata. Nel seguito mostriamo in linea generale come accedere e utilizzare queste funzioni. ===== Header e footer ===== <img src=“immagini/data_exchange_home_evidenziata.png” width=610> Al centro dell'header troviamo il titolo della macchina e lo stato attuale, accompagnato dal simbolo che rappresenta tale stato. Sul margine destro troviamo un led che rappresenta lo stato di connessione con il Bridge: - Rosso: Non connesso. - Arancione: Connesso, ma il Bridge non è connesso al QMove. - Verde: Connesso, e il Bridge è connesso al QMove. Nel footer troviamo una serie di pulsanti che permettono di accedere ad altrettante pagine, ciascuna delle quali fornisce una funzione specifica. ===== Monitor ===== <p float=“left”> <img src=“immagini/data_exchange_monitor_macchina.png” width=610> <img src=“immagini/data_exchange_monitor_programma.png” width=610> </p> La pagina di Monitor mostra il valore di alcune variabili della macchina. Tali variabili possono essere suddivise in una serie di tab. Il contenuto di queste variabili dipende dalla configurazione specifica, ma in linea generale possiamo aspettarci di trovare un tab con le variabili che descrivono lo stato della macchina, un tab con le informazioni sul programma attualmente in esecuzione, e altri tab con eventuali informazioni aggiuntive. ===== Programmi ===== <img src=“immagini/data_exchange_program_header_evidenziata.png” width=610> La pagina dei Programmi permette di inviare programmi alla macchina. Il selettore in alto a destra permette di selezionare il tipo di programma desiderato. Nel caso si abbia un solo tipo, il selettore viene nascosto. Dopo aver compilato i vari campi, premiamo il pulsante Invia per spedire il programma in macchina. I pulsanti Carica e Salva permettono di importare ed esportare programmi in formato CSV, consentendo quindi la creazione di un archivio sul PC. La tipologia dei programmi inviati dipende dalla configurazione specifica, ma in linea generale possiamo aspettarci le seguenti categorie: - Invio programma. I parametri rappresentano i dati di una lavorazione, che viene aggiunta all'archivio di programmi interno della macchina. Per ogni lavorazione possiamo avere due sezioni distinte: quella *scalare* e quella *indicizzata*. La sezione scalare contiene i parametri generali della lavorazione, mentre la sezione indicizzata contiene i parametri variabili, definiti mediante un certo numero di *passi*. - Invio commessa. I parametri rappresentano le informazioni di una commessa che si vuole mettere in esecuzione. Una volta in macchina, l'operatore verrà avvisato del nuovo ordine di lavoro, e avrà la facoltà di approvarlo e iniziare la lavorazione. - Invio comandi speciali. Possono essere disponibili anche ulteriori comandi speciali, se previsti dalla configurazione specifica. Per esempio possiamo avere un comando che richiede la stampa su file dell'archivio programmi attualmente presente in memoria. <p float=“left”> <img src=“immagini/data_exchange_program_header.png” width=610> <img src=“immagini/data_exchange_program_passi.png” width=610> </p> <p float=“left”> <img src=“immagini/data_exchange_program_commessa.png” width=610> <img src=“immagini/data_exchange_program_comandi.png” width=610> </p> ===== Log ===== <p float=“left”> <img src=“immagini/data_exchange_log_2.png” width=610> <img src=“immagini/data_exchange_log_3.png” width=610> </p> La pagina di Log è un portale che permette di accedere alla cartella del Bridge dove vengono memorizzati i file di log prodotti dalla macchina. Va notato che i file di log vengono prodotti nel Bridge, indipendentemente dalla connessione o meno di Data Exchange, il quale rappresente solo un portale che permette di consultarli o copiarli sul PC. Il tipo di log prodotti dipende dalla configurazione specifica, ma in linea generale possiamo aspettarci le seguenti categorie: - *Lavorazioni.* Al termine di ogni lavorazione automatica viene prodotto un file di log dove vengono riportati i parametri della lavorazione. - *Commesse.* Gli eventi riguardanti le commesse (per esempio invio, esecuzione, cancellazione) vengono registrati su opportuni file di log. - *Altri file.* Possono essere prodotti anche ulteriori file, se previsto dalla configurazione. Per esempio possiamo trovare i file dove vengono stampati gli archivi dei programmi in memoria sulla macchina. ===== Settings ===== <p float=“left”> <img src=“immagini/data_exchange_settings_1.png” width=610> <img src=“immagini/data_exchange_settings_2.png” width=610> </p> La pagina dei Settings permette di personalizzare alcune impostazioni. In particolare: - Hmi → FTP → Cartella Downloads: Qui possiamo impostare il percorso di default dove verranno scaricati i file di log. - Connessione → Nome macchina: Qui va inserito il nome del Controller macchina all'interno del server OPC-UA. A meno di situazione particolari, questa voce risulterà già compilata in automatico dopo aver caricato la cartella di configurazione. - Connessione → Titolo macchina: Qui va inserito il Titolo macchina, ossia la stringa che viene poi stampata nell'header dell'applicazione. Questa voce può essere modificata liberamente dall'utente. ===== Manutenzione ===== <p float=“left”> <img src=“immagini/data_exchange_maintenance_1.png” width=610> <img src=“immagini/data_exchange_maintenance_2.png” width=610> </p> La pagina di Manutenzione permette di licenziare il programma e configurarlo. Entrambe queste operazioni richiedono l'accesso come Supervisore. Di solito la licenza è contenuta direttamente dentro il Bridge, per cui non sarà necessario importarla manualmente.